Cercetări asupra materialelor Fe/N/C ca catalizatori catodici în celulele de combustibil cu membrană schimbătoare de protoni

Cercetări asupra materialelor Fe/N/C ca catalizatori catodici în celulele de combustibil cu membrană schimbătoare de protoni

Materialele fier/azot/carbon (Fe/N/C) sunt în prezent recunoscute ca candidați ideali pentru a înlocui catalizatorii pe bază de platină în catodul de celule de combustibil cu membrană schimbătoare de protoni (PEMFC).

Dezvoltarea surselor alternative de energie curată, regenerabilă și durabilă a devenit o nevoie urgentă. Pilele de combustibil cu membrană schimbătoare de protoni (PEMFC) prezintă un mare potențial de aplicare. Catalizatorii Fe/N/C, ca reprezentant tipic al catalizatorilor metal/azot/carbon, sunt considerați cei mai promițători datorită activității lor catalitice relativ bune și stabilității în electroliții acizi și a costului lor scăzut, care este mult mai mic decât costul. a catalizatorilor PGM. Un catalizator catodic care înlocuiește PGM pentru a cataliza ORR.

Deși aplicarea materialelor Fe/N/C ca catalizatori catodici în PEMFC a arătat o mare promisiune, există încă unele probleme care necesită cercetări și explorări suplimentare:

（1）Cercetarea calitativă și cantitativă asupra siturilor active este cheia reacțiilor catalitice. Pentru materialele Fe/N/C, progresul cercetării materialelor Fe/N/C în catalizatorii catodici în celulele de combustie cu membrană cu schimb de protoni 5 Esența Mecanismul său de acțiune în reacțiile catalitice va fi de mare importanță pentru a optimiza în continuare performanța catalizatorului. Tehnologiile, inclusiv microscopia electronică de înaltă rezoluție, radiația sincrotron etc., combinate cu calcule teoretice, pot fi utilizate pentru a dezvălui în profunzime structura și proprietățile siturilor active și mecanismul lor de acțiune în reacțiile catalitice, pentru a proiecta și a sintetiza noi catalizatori și pentru a obține controlul. de site-uri active. controlul eficient al punctelor.

(2) Stabilitatea materialelor Fe/N/C în timpul funcționării continue trebuie încă îmbunătățită. Explorarea modului de îmbunătățire a stabilității acestuia prin proiectarea materialului și optimizarea metodei de preparare este un subiect important în cercetarea actuală a catalizatorului Fe/N/C. Se recomandă încercarea de a dezvolta noi suporturi de catalizator împreună cu cercetări aprofundate asupra locurilor active pentru a îmbunătăți stabilitatea catalizatorului.

(3) Deși catalizatorii Fe/N/C au demonstrat potențialul de a înlocui catalizatorii PGM, performanța lor catalitică nu a atins încă nivelul catalizatorilor PGM. Prin urmare, cum să-și îmbunătățească în continuare performanța catalitică prin îmbunătățirea strategiilor de sinteză și reglarea fină a structurii materialului este unul dintre obiectivele cercetărilor viitoare.